da425388911a774ff7d80c4088f9e41cc22c1200
[openssl.git] / crypto / aes / asm / aes-x86_64.pl
1 #!/usr/bin/env perl
2 #
3 # ====================================================================
4 # Written by Andy Polyakov <appro@fy.chalmers.se> for the OpenSSL
5 # project. The module is, however, dual licensed under OpenSSL and
6 # CRYPTOGAMS licenses depending on where you obtain it. For further
7 # details see http://www.openssl.org/~appro/cryptogams/.
8 # ====================================================================
9 #
10 # Version 2.1.
11 #
12 # aes-*-cbc benchmarks are improved by >70% [compared to gcc 3.3.2 on
13 # Opteron 240 CPU] plus all the bells-n-whistles from 32-bit version
14 # [you'll notice a lot of resemblance], such as compressed S-boxes
15 # in little-endian byte order, prefetch of these tables in CBC mode,
16 # as well as avoiding L1 cache aliasing between stack frame and key
17 # schedule and already mentioned tables, compressed Td4...
18 #
19 # Performance in number of cycles per processed byte for 128-bit key:
20 #
21 #               ECB encrypt     ECB decrypt     CBC large chunk
22 # AMD64         33              41              13.0
23 # EM64T         38              59              18.6(*)
24 # Core 2        30              43              14.5(*)
25 #
26 # (*) with hyper-threading off
27
28 $verticalspin=1;        # unlike 32-bit version $verticalspin performs
29                         # ~15% better on both AMD and Intel cores
30 $speed_limit=512;       # see aes-586.pl for details
31 $output=shift;
32
33 $0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
34 ( $xlate="${dir}x86_64-xlate.pl" and -f $xlate ) or
35 ( $xlate="${dir}../../perlasm/x86_64-xlate.pl" and -f $xlate) or
36 die "can't locate x86_64-xlate.pl";
37
38 open STDOUT,"| $^X $xlate $output";
39
40 $code=".text\n";
41
42 $s0="%eax";
43 $s1="%ebx";
44 $s2="%ecx";
45 $s3="%edx";
46 $acc0="%esi";   $mask80="%rsi";
47 $acc1="%edi";   $maskfe="%rdi";
48 $acc2="%ebp";   $mask1b="%rbp";
49 $inp="%r8";
50 $out="%r9";
51 $t0="%r10d";
52 $t1="%r11d";
53 $t2="%r12d";
54 $rnds="%r13d";
55 $sbox="%r14";
56 $key="%r15";
57
58 sub hi() { my $r=shift; $r =~ s/%[er]([a-d])x/%\1h/;    $r; }
59 sub lo() { my $r=shift; $r =~ s/%[er]([a-d])x/%\1l/;
60                         $r =~ s/%[er]([sd]i)/%\1l/;
61                         $r =~ s/%(r[0-9]+)[d]?/%\1b/;   $r; }
62 sub LO() { my $r=shift; $r =~ s/%r([a-z]+)/%e\1/;
63                         $r =~ s/%r([0-9]+)/%r\1d/;      $r; }
64 sub _data_word()
65 { my $i;
66     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf".long\t0x%08x,0x%08x\n",$i,$i; }
67 }
68 sub data_word()
69 { my $i;
70   my $last=pop(@_);
71     $code.=".long\t";
72     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf"0x%08x,",$i; }
73     $code.=sprintf"0x%08x\n",$last;
74 }
75
76 sub data_byte()
77 { my $i;
78   my $last=pop(@_);
79     $code.=".byte\t";
80     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf"0x%02x,",$i&0xff; }
81     $code.=sprintf"0x%02x\n",$last&0xff;
82 }
83
84 sub encvert()
85 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
86
87 $code.=<<___;
88         # favor 3-way issue Opteron pipeline...
89         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
90         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
91         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
92         mov     0($sbox,$acc0,8),$t0
93         mov     0($sbox,$acc1,8),$t1
94         mov     0($sbox,$acc2,8),$t2
95
96         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
97         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
98         movzb   `&lo("$s3")`,$acc2
99         xor     3($sbox,$acc0,8),$t0
100         xor     3($sbox,$acc1,8),$t1
101         mov     0($sbox,$acc2,8),$t3
102
103         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
104         shr     \$16,$s2
105         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
106         xor     3($sbox,$acc0,8),$t2
107         shr     \$16,$s3
108         xor     3($sbox,$acc2,8),$t3
109
110         shr     \$16,$s1
111         lea     16($key),$key
112         shr     \$16,$s0
113
114         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
115         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
116         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
117         xor     2($sbox,$acc0,8),$t0
118         xor     2($sbox,$acc1,8),$t1
119         xor     2($sbox,$acc2,8),$t2
120
121         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
122         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
123         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
124         xor     1($sbox,$acc0,8),$t0
125         xor     1($sbox,$acc1,8),$t1
126         xor     2($sbox,$acc2,8),$t3
127
128         mov     12($key),$s3
129         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
130         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
131         mov     0($key),$s0
132         xor     1($sbox,$acc1,8),$t2
133         xor     1($sbox,$acc2,8),$t3
134
135         mov     4($key),$s1
136         mov     8($key),$s2
137         xor     $t0,$s0
138         xor     $t1,$s1
139         xor     $t2,$s2
140         xor     $t3,$s3
141 ___
142 }
143
144 sub enclastvert()
145 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
146
147 $code.=<<___;
148         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
149         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
150         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
151         movzb   2($sbox,$acc0,8),$t0
152         movzb   2($sbox,$acc1,8),$t1
153         movzb   2($sbox,$acc2,8),$t2
154
155         movzb   `&lo("$s3")`,$acc0
156         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
157         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
158         movzb   2($sbox,$acc0,8),$t3
159         mov     0($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t0
160         mov     0($sbox,$acc2,8),$acc2  #$t1
161
162         and     \$0x0000ff00,$acc1
163         and     \$0x0000ff00,$acc2
164
165         xor     $acc1,$t0
166         xor     $acc2,$t1
167         shr     \$16,$s2
168
169         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
170         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
171         shr     \$16,$s3
172         mov     0($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t2
173         mov     0($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t3
174
175         and     \$0x0000ff00,$acc0
176         and     \$0x0000ff00,$acc1
177         shr     \$16,$s1
178         xor     $acc0,$t2
179         xor     $acc1,$t3
180         shr     \$16,$s0
181
182         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
183         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
184         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
185         mov     0($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t0
186         mov     0($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t1
187         mov     0($sbox,$acc2,8),$acc2  #$t2
188
189         and     \$0x00ff0000,$acc0
190         and     \$0x00ff0000,$acc1
191         and     \$0x00ff0000,$acc2
192
193         xor     $acc0,$t0
194         xor     $acc1,$t1
195         xor     $acc2,$t2
196
197         movzb   `&lo("$s1")`,$acc0
198         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
199         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
200         mov     0($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t3
201         mov     2($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t0
202         mov     2($sbox,$acc2,8),$acc2  #$t1
203
204         and     \$0x00ff0000,$acc0
205         and     \$0xff000000,$acc1
206         and     \$0xff000000,$acc2
207
208         xor     $acc0,$t3
209         xor     $acc1,$t0
210         xor     $acc2,$t1
211
212         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
213         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
214         mov     16+12($key),$s3
215         mov     2($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t2
216         mov     2($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t3
217         mov     16+0($key),$s0
218
219         and     \$0xff000000,$acc0
220         and     \$0xff000000,$acc1
221
222         xor     $acc0,$t2
223         xor     $acc1,$t3
224
225         mov     16+4($key),$s1
226         mov     16+8($key),$s2
227         xor     $t0,$s0
228         xor     $t1,$s1
229         xor     $t2,$s2
230         xor     $t3,$s3
231 ___
232 }
233
234 sub encstep()
235 { my ($i,@s) = @_;
236   my $tmp0=$acc0;
237   my $tmp1=$acc1;
238   my $tmp2=$acc2;
239   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
240
241         if ($i==3) {
242                 $tmp0=$s[1];
243                 $tmp1=$s[2];
244                 $tmp2=$s[3];
245         }
246         $code.="        movzb   ".&lo($s[0]).",$out\n";
247         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
248         $code.="        lea     16($key),$key\n"        if ($i==0);
249
250         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
251         $code.="        mov     0($sbox,$out,8),$out\n";
252
253         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
254         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
255         $code.="        xor     3($sbox,$tmp0,8),$out\n";
256
257         $code.="        movzb   ".&lo($tmp1).",$tmp1\n";
258         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
259         $code.="        xor     4*$i($key),$out\n";
260
261         $code.="        xor     2($sbox,$tmp1,8),$out\n";
262         $code.="        xor     1($sbox,$tmp2,8),$out\n";
263
264         $code.="        mov     $t0,$s[1]\n"            if ($i==3);
265         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
266         $code.="        mov     $t2,$s[3]\n"            if ($i==3);
267         $code.="\n";
268 }
269
270 sub enclast()
271 { my ($i,@s)=@_;
272   my $tmp0=$acc0;
273   my $tmp1=$acc1;
274   my $tmp2=$acc2;
275   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
276
277         if ($i==3) {
278                 $tmp0=$s[1];
279                 $tmp1=$s[2];
280                 $tmp2=$s[3];
281         }
282         $code.="        movzb   ".&lo($s[0]).",$out\n";
283         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
284
285         $code.="        mov     2($sbox,$out,8),$out\n";
286         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
287         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
288
289         $code.="        and     \$0x000000ff,$out\n";
290         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
291         $code.="        movzb   ".&lo($tmp1).",$tmp1\n";
292         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
293
294         $code.="        mov     0($sbox,$tmp0,8),$tmp0\n";
295         $code.="        mov     0($sbox,$tmp1,8),$tmp1\n";
296         $code.="        mov     2($sbox,$tmp2,8),$tmp2\n";
297
298         $code.="        and     \$0x0000ff00,$tmp0\n";
299         $code.="        and     \$0x00ff0000,$tmp1\n";
300         $code.="        and     \$0xff000000,$tmp2\n";
301
302         $code.="        xor     $tmp0,$out\n";
303         $code.="        mov     $t0,$s[1]\n"            if ($i==3);
304         $code.="        xor     $tmp1,$out\n";
305         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
306         $code.="        xor     $tmp2,$out\n";
307         $code.="        mov     $t2,$s[3]\n"            if ($i==3);
308         $code.="\n";
309 }
310
311 $code.=<<___;
312 .type   _x86_64_AES_encrypt,\@abi-omnipotent
313 .align  16
314 _x86_64_AES_encrypt:
315         xor     0($key),$s0                     # xor with key
316         xor     4($key),$s1
317         xor     8($key),$s2
318         xor     12($key),$s3
319
320         mov     240($key),$rnds                 # load key->rounds
321         sub     \$1,$rnds
322         jmp     .Lenc_loop
323 .align  16
324 .Lenc_loop:
325 ___
326         if ($verticalspin) { &encvert(); }
327         else {  &encstep(0,$s0,$s1,$s2,$s3);
328                 &encstep(1,$s1,$s2,$s3,$s0);
329                 &encstep(2,$s2,$s3,$s0,$s1);
330                 &encstep(3,$s3,$s0,$s1,$s2);
331         }
332 $code.=<<___;
333         sub     \$1,$rnds
334         jnz     .Lenc_loop
335 ___
336         if ($verticalspin) { &enclastvert(); }
337         else {  &enclast(0,$s0,$s1,$s2,$s3);
338                 &enclast(1,$s1,$s2,$s3,$s0);
339                 &enclast(2,$s2,$s3,$s0,$s1);
340                 &enclast(3,$s3,$s0,$s1,$s2);
341                 $code.=<<___;
342                 xor     16+0($key),$s0          # xor with key
343                 xor     16+4($key),$s1
344                 xor     16+8($key),$s2
345                 xor     16+12($key),$s3
346 ___
347         }
348 $code.=<<___;
349         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
350 .size   _x86_64_AES_encrypt,.-_x86_64_AES_encrypt
351 ___
352
353 # it's possible to implement this by shifting tN by 8, filling least
354 # significant byte with byte load and finally bswap-ing at the end,
355 # but such partial register load kills Core 2...
356 sub enccompactvert()
357 { my ($t3,$t4,$t5)=("%r8d","%r9d","%r13d");
358
359 $code.=<<___;
360         movzb   `&lo("$s0")`,$t0
361         movzb   `&lo("$s1")`,$t1
362         movzb   `&lo("$s2")`,$t2
363         movzb   ($sbox,$t0,1),$t0
364         movzb   ($sbox,$t1,1),$t1
365         movzb   ($sbox,$t2,1),$t2
366
367         movzb   `&lo("$s3")`,$t3
368         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
369         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
370         movzb   ($sbox,$t3,1),$t3
371         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t4     #$t0
372         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t5     #$t1
373
374         movzb   `&hi("$s3")`,$acc2
375         movzb   `&hi("$s0")`,$acc0
376         shr     \$16,$s2
377         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
378         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
379         shr     \$16,$s3
380
381         movzb   `&lo("$s2")`,$acc1
382         shl     \$8,$t4
383         shl     \$8,$t5
384         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
385         xor     $t4,$t0
386         xor     $t5,$t1
387
388         movzb   `&lo("$s3")`,$t4
389         shr     \$16,$s0
390         shr     \$16,$s1
391         movzb   `&lo("$s0")`,$t5
392         shl     \$8,$acc2
393         shl     \$8,$acc0
394         movzb   ($sbox,$t4,1),$t4       #$t1
395         movzb   ($sbox,$t5,1),$t5       #$t2
396         xor     $acc2,$t2
397         xor     $acc0,$t3
398
399         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
400         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
401         shl     \$16,$acc1
402         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t3
403         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
404         xor     $acc1,$t0
405
406         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
407         shr     \$8,$s2
408         shr     \$8,$s1
409         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t1
410         movzb   ($sbox,$s2,1),$s3       #$t3
411         movzb   ($sbox,$s1,1),$s2       #$t2
412         shl     \$16,$t4
413         shl     \$16,$t5
414         shl     \$16,$acc2
415         xor     $t4,$t1
416         xor     $t5,$t2
417         xor     $acc2,$t3
418
419         shl     \$24,$acc0
420         shl     \$24,$acc1
421         shl     \$24,$s3
422         xor     $acc0,$t0
423         shl     \$24,$s2
424         xor     $acc1,$t1
425         mov     $t0,$s0
426         mov     $t1,$s1
427         xor     $t2,$s2
428         xor     $t3,$s3
429 ___
430 }
431
432 sub enctransform_ref()
433 { my $sn = shift;
434   my ($acc,$r2,$tmp)=("%r8d","%r9d","%r13d");
435
436 $code.=<<___;
437         mov     $sn,$acc
438         and     \$0x80808080,$acc
439         mov     $acc,$tmp
440         shr     \$7,$tmp
441         lea     ($sn,$sn),$r2
442         sub     $tmp,$acc
443         and     \$0xfefefefe,$r2
444         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
445         mov     $sn,$tmp
446         xor     $acc,$r2
447
448         xor     $r2,$sn
449         rol     \$24,$sn
450         xor     $r2,$sn
451         ror     \$16,$tmp
452         xor     $tmp,$sn
453         ror     \$8,$tmp
454         xor     $tmp,$sn
455 ___
456 }
457
458 # unlike decrypt case it does not pay off to parallelize enctransform
459 sub enctransform()
460 { my ($t3,$r20,$r21)=($acc2,"%r8d","%r9d");
461
462 $code.=<<___;
463         mov     $s0,$acc0
464         mov     $s1,$acc1
465         and     \$0x80808080,$acc0
466         and     \$0x80808080,$acc1
467         mov     $acc0,$t0
468         mov     $acc1,$t1
469         shr     \$7,$t0
470         lea     ($s0,$s0),$r20
471         shr     \$7,$t1
472         lea     ($s1,$s1),$r21
473         sub     $t0,$acc0
474         sub     $t1,$acc1
475         and     \$0xfefefefe,$r20
476         and     \$0xfefefefe,$r21
477         and     \$0x1b1b1b1b,$acc0
478         and     \$0x1b1b1b1b,$acc1
479         mov     $s0,$t0
480         mov     $s1,$t1
481         xor     $acc0,$r20
482         xor     $acc1,$r21
483
484         xor     $r20,$s0
485         xor     $r21,$s1
486          mov    $s2,$acc0
487          mov    $s3,$acc1
488         rol     \$24,$s0
489         rol     \$24,$s1
490          and    \$0x80808080,$acc0
491          and    \$0x80808080,$acc1
492         xor     $r20,$s0
493         xor     $r21,$s1
494          mov    $acc0,$t2
495          mov    $acc1,$t3
496         ror     \$16,$t0
497         ror     \$16,$t1
498          shr    \$7,$t2
499          lea    ($s2,$s2),$r20
500         xor     $t0,$s0
501         xor     $t1,$s1
502          shr    \$7,$t3
503          lea    ($s3,$s3),$r21
504         ror     \$8,$t0
505         ror     \$8,$t1
506          sub    $t2,$acc0
507          sub    $t3,$acc1
508         xor     $t0,$s0
509         xor     $t1,$s1
510
511         and     \$0xfefefefe,$r20
512         and     \$0xfefefefe,$r21
513         and     \$0x1b1b1b1b,$acc0
514         and     \$0x1b1b1b1b,$acc1
515         mov     $s2,$t2
516         mov     $s3,$t3
517         xor     $acc0,$r20
518         xor     $acc1,$r21
519
520         xor     $r20,$s2
521         xor     $r21,$s3
522         rol     \$24,$s2
523         rol     \$24,$s3
524         xor     $r20,$s2
525         xor     $r21,$s3
526         mov     0($sbox),$acc0                  # prefetch Te4
527         ror     \$16,$t2
528         ror     \$16,$t3
529         mov     64($sbox),$acc1
530         xor     $t2,$s2
531         xor     $t3,$s3
532         mov     128($sbox),$r20
533         ror     \$8,$t2
534         ror     \$8,$t3
535         mov     192($sbox),$r21
536         xor     $t2,$s2
537         xor     $t3,$s3
538 ___
539 }
540
541 $code.=<<___;
542 .type   _x86_64_AES_encrypt_compact,\@abi-omnipotent
543 .align  16
544 _x86_64_AES_encrypt_compact:
545         lea     128($sbox),$inp                 # size optimization
546         mov     0-128($inp),$acc1               # prefetch Te4
547         mov     32-128($inp),$acc2
548         mov     64-128($inp),$t0
549         mov     96-128($inp),$t1
550         mov     128-128($inp),$acc1
551         mov     160-128($inp),$acc2
552         mov     192-128($inp),$t0
553         mov     224-128($inp),$t1
554         jmp     .Lenc_loop_compact
555 .align  16
556 .Lenc_loop_compact:
557                 xor     0($key),$s0             # xor with key
558                 xor     4($key),$s1
559                 xor     8($key),$s2
560                 xor     12($key),$s3
561                 lea     16($key),$key
562 ___
563                 &enccompactvert();
564 $code.=<<___;
565                 cmp     16(%rsp),$key
566                 je      .Lenc_compact_done
567 ___
568                 &enctransform();
569 $code.=<<___;
570         jmp     .Lenc_loop_compact
571 .align  16
572 .Lenc_compact_done:
573         xor     0($key),$s0
574         xor     4($key),$s1
575         xor     8($key),$s2
576         xor     12($key),$s3
577         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
578 .size   _x86_64_AES_encrypt_compact,.-_x86_64_AES_encrypt_compact
579 ___
580
581 # void AES_encrypt (const void *inp,void *out,const AES_KEY *key);
582 $code.=<<___;
583 .globl  AES_encrypt
584 .type   AES_encrypt,\@function,3
585 .align  16
586 AES_encrypt:
587         push    %rbx
588         push    %rbp
589         push    %r12
590         push    %r13
591         push    %r14
592         push    %r15
593
594         # allocate frame "above" key schedule
595         mov     %rsp,%rax
596         mov     %rdx,$key
597         lea     -63(%rdx),%rcx
598         and     \$-64,%rsp
599         sub     %rsp,%rcx
600         neg     %rcx
601         and     \$0x3c0,%rcx
602         sub     %rcx,%rsp
603
604         push    %rax            # save real stack pointer
605         push    %rsi            # save out
606
607         mov     240($key),$rnds # load rounds
608
609         mov     0(%rdi),$s0     # load input vector
610         mov     4(%rdi),$s1
611         mov     8(%rdi),$s2
612         mov     12(%rdi),$s3
613
614         shl     \$4,$rnds
615         lea     ($key,$rnds),%rbp
616         push    %rbp
617         push    $key
618
619         # pick Te4 copy which can't "overlap" with stack frame or key schedule
620         .picmeup        $sbox
621         lea     AES_Te+2048-.($sbox),$sbox
622         lea     768(%rsp),%rbp
623         sub     $sbox,%rbp
624         and     \$0x300,%rbp
625         lea     ($sbox,%rbp),$sbox
626
627         call    _x86_64_AES_encrypt_compact
628
629         mov     16(%rsp),$out   # restore out
630         mov     24(%rsp),%rsp
631         mov     $s0,0($out)     # write output vector
632         mov     $s1,4($out)
633         mov     $s2,8($out)
634         mov     $s3,12($out)
635
636         pop     %r15
637         pop     %r14
638         pop     %r13
639         pop     %r12
640         pop     %rbp
641         pop     %rbx
642         ret
643 .size   AES_encrypt,.-AES_encrypt
644 ___
645
646 #------------------------------------------------------------------#
647
648 sub decvert()
649 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
650
651 $code.=<<___;
652         # favor 3-way issue Opteron pipeline...
653         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
654         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
655         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
656         mov     0($sbox,$acc0,8),$t0
657         mov     0($sbox,$acc1,8),$t1
658         mov     0($sbox,$acc2,8),$t2
659
660         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
661         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
662         movzb   `&lo("$s3")`,$acc2
663         xor     3($sbox,$acc0,8),$t0
664         xor     3($sbox,$acc1,8),$t1
665         mov     0($sbox,$acc2,8),$t3
666
667         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
668         shr     \$16,$s0
669         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
670         xor     3($sbox,$acc0,8),$t2
671         shr     \$16,$s3
672         xor     3($sbox,$acc2,8),$t3
673
674         shr     \$16,$s1
675         lea     16($key),$key
676         shr     \$16,$s2
677
678         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
679         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
680         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
681         xor     2($sbox,$acc0,8),$t0
682         xor     2($sbox,$acc1,8),$t1
683         xor     2($sbox,$acc2,8),$t2
684
685         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
686         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
687         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
688         xor     1($sbox,$acc0,8),$t0
689         xor     1($sbox,$acc1,8),$t1
690         xor     2($sbox,$acc2,8),$t3
691
692         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
693         mov     12($key),$s3
694         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
695         xor     1($sbox,$acc0,8),$t2
696         mov     0($key),$s0
697         xor     1($sbox,$acc2,8),$t3
698
699         xor     $t0,$s0
700         mov     4($key),$s1
701         mov     8($key),$s2
702         xor     $t2,$s2
703         xor     $t1,$s1
704         xor     $t3,$s3
705 ___
706 }
707
708 sub declastvert()
709 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
710
711 $code.=<<___;
712         lea     2048($sbox),$sbox       # size optimization
713         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
714         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
715         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
716         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t0
717         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t1
718         movzb   ($sbox,$acc2,1),$t2
719
720         movzb   `&lo("$s3")`,$acc0
721         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
722         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
723         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t3
724         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
725         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t1
726
727         shl     \$8,$acc1
728         shl     \$8,$acc2
729
730         xor     $acc1,$t0
731         xor     $acc2,$t1
732         shr     \$16,$s3
733
734         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
735         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
736         shr     \$16,$s0
737         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t2
738         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t3
739
740         shl     \$8,$acc0
741         shl     \$8,$acc1
742         shr     \$16,$s1
743         xor     $acc0,$t2
744         xor     $acc1,$t3
745         shr     \$16,$s2
746
747         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
748         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
749         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
750         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
751         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t1
752         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
753
754         shl     \$16,$acc0
755         shl     \$16,$acc1
756         shl     \$16,$acc2
757
758         xor     $acc0,$t0
759         xor     $acc1,$t1
760         xor     $acc2,$t2
761
762         movzb   `&lo("$s1")`,$acc0
763         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
764         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
765         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
766         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
767         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t1
768
769         shl     \$16,$acc0
770         shl     \$24,$acc1
771         shl     \$24,$acc2
772
773         xor     $acc0,$t3
774         xor     $acc1,$t0
775         xor     $acc2,$t1
776
777         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
778         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
779         mov     16+12($key),$s3
780         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t2
781         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t3
782         mov     16+0($key),$s0
783
784         shl     \$24,$acc0
785         shl     \$24,$acc1
786
787         xor     $acc0,$t2
788         xor     $acc1,$t3
789
790         mov     16+4($key),$s1
791         mov     16+8($key),$s2
792         lea     -2048($sbox),$sbox
793         xor     $t0,$s0
794         xor     $t1,$s1
795         xor     $t2,$s2
796         xor     $t3,$s3
797 ___
798 }
799
800 sub decstep()
801 { my ($i,@s) = @_;
802   my $tmp0=$acc0;
803   my $tmp1=$acc1;
804   my $tmp2=$acc2;
805   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
806
807         $code.="        mov     $s[0],$out\n"           if ($i!=3);
808                         $tmp1=$s[2]                     if ($i==3);
809         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
810         $code.="        and     \$0xFF,$out\n";
811
812         $code.="        mov     0($sbox,$out,8),$out\n";
813         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
814                         $tmp2=$s[3]                     if ($i==3);
815         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
816
817                         $tmp0=$s[1]                     if ($i==3);
818         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
819         $code.="        and     \$0xFF,$tmp1\n";
820         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
821
822         $code.="        xor     3($sbox,$tmp0,8),$out\n";
823         $code.="        xor     2($sbox,$tmp1,8),$out\n";
824         $code.="        xor     1($sbox,$tmp2,8),$out\n";
825
826         $code.="        mov     $t2,$s[1]\n"            if ($i==3);
827         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
828         $code.="        mov     $t0,$s[3]\n"            if ($i==3);
829         $code.="\n";
830 }
831
832 sub declast()
833 { my ($i,@s)=@_;
834   my $tmp0=$acc0;
835   my $tmp1=$acc1;
836   my $tmp2=$acc2;
837   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
838
839         $code.="        mov     $s[0],$out\n"           if ($i!=3);
840                         $tmp1=$s[2]                     if ($i==3);
841         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
842         $code.="        and     \$0xFF,$out\n";
843
844         $code.="        movzb   2048($sbox,$out,1),$out\n";
845         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
846                         $tmp2=$s[3]                     if ($i==3);
847         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
848
849                         $tmp0=$s[1]                     if ($i==3);
850         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
851         $code.="        and     \$0xFF,$tmp1\n";
852         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
853
854         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp0,1),$tmp0\n";
855         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp1,1),$tmp1\n";
856         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp2,1),$tmp2\n";
857
858         $code.="        shl     \$8,$tmp0\n";
859         $code.="        shl     \$16,$tmp1\n";
860         $code.="        shl     \$24,$tmp2\n";
861
862         $code.="        xor     $tmp0,$out\n";
863         $code.="        mov     $t2,$s[1]\n"            if ($i==3);
864         $code.="        xor     $tmp1,$out\n";
865         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
866         $code.="        xor     $tmp2,$out\n";
867         $code.="        mov     $t0,$s[3]\n"            if ($i==3);
868         $code.="\n";
869 }
870
871 $code.=<<___;
872 .type   _x86_64_AES_decrypt,\@abi-omnipotent
873 .align  16
874 _x86_64_AES_decrypt:
875         xor     0($key),$s0                     # xor with key
876         xor     4($key),$s1
877         xor     8($key),$s2
878         xor     12($key),$s3
879
880         mov     240($key),$rnds                 # load key->rounds
881         sub     \$1,$rnds
882         jmp     .Ldec_loop
883 .align  16
884 .Ldec_loop:
885 ___
886         if ($verticalspin) { &decvert(); }
887         else {  &decstep(0,$s0,$s3,$s2,$s1);
888                 &decstep(1,$s1,$s0,$s3,$s2);
889                 &decstep(2,$s2,$s1,$s0,$s3);
890                 &decstep(3,$s3,$s2,$s1,$s0);
891                 $code.=<<___;
892                 lea     16($key),$key
893                 xor     0($key),$s0                     # xor with key
894                 xor     4($key),$s1
895                 xor     8($key),$s2
896                 xor     12($key),$s3
897 ___
898         }
899 $code.=<<___;
900         sub     \$1,$rnds
901         jnz     .Ldec_loop
902 ___
903         if ($verticalspin) { &declastvert(); }
904         else {  &declast(0,$s0,$s3,$s2,$s1);
905                 &declast(1,$s1,$s0,$s3,$s2);
906                 &declast(2,$s2,$s1,$s0,$s3);
907                 &declast(3,$s3,$s2,$s1,$s0);
908                 $code.=<<___;
909                 xor     16+0($key),$s0                  # xor with key
910                 xor     16+4($key),$s1
911                 xor     16+8($key),$s2
912                 xor     16+12($key),$s3
913 ___
914         }
915 $code.=<<___;
916         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
917 .size   _x86_64_AES_decrypt,.-_x86_64_AES_decrypt
918 ___
919
920 sub deccompactvert()
921 { my ($t3,$t4,$t5)=("%r8d","%r9d","%r13d");
922
923 $code.=<<___;
924         movzb   `&lo("$s0")`,$t0
925         movzb   `&lo("$s1")`,$t1
926         movzb   `&lo("$s2")`,$t2
927         movzb   ($sbox,$t0,1),$t0
928         movzb   ($sbox,$t1,1),$t1
929         movzb   ($sbox,$t2,1),$t2
930
931         movzb   `&lo("$s3")`,$t3
932         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
933         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
934         movzb   ($sbox,$t3,1),$t3
935         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t4     #$t0
936         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t5     #$t1
937
938         movzb   `&hi("$s1")`,$acc2
939         movzb   `&hi("$s2")`,$acc0
940         shr     \$16,$s2
941         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
942         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
943         shr     \$16,$s3
944
945         movzb   `&lo("$s2")`,$acc1
946         shl     \$8,$t4
947         shl     \$8,$t5
948         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
949         xor     $t4,$t0
950         xor     $t5,$t1
951
952         movzb   `&lo("$s3")`,$t4
953         shr     \$16,$s0
954         shr     \$16,$s1
955         movzb   `&lo("$s0")`,$t5
956         shl     \$8,$acc2
957         shl     \$8,$acc0
958         movzb   ($sbox,$t4,1),$t4       #$t1
959         movzb   ($sbox,$t5,1),$t5       #$t2
960         xor     $acc2,$t2
961         xor     $acc0,$t3
962
963         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
964         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
965         shl     \$16,$acc1
966         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t3
967         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
968         xor     $acc1,$t0
969
970         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
971         shl     \$16,$t4
972         shl     \$16,$t5
973         movzb   ($sbox,$acc1,1),$s1     #$t1
974         xor     $t4,$t1
975         xor     $t5,$t2
976
977         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
978         shr     \$8,$s0
979         shl     \$16,$acc2
980         movzb   ($sbox,$acc1,1),$s2     #$t2
981         movzb   ($sbox,$s0,1),$s3       #$t3
982         xor     $acc2,$t3
983
984         shl     \$24,$acc0
985         shl     \$24,$s1
986         shl     \$24,$s2
987         xor     $acc0,$t0
988         shl     \$24,$s3
989         xor     $t1,$s1
990         mov     $t0,$s0
991         xor     $t2,$s2
992         xor     $t3,$s3
993 ___
994 }
995
996 # parallelized version! input is pair of 64-bit values: %rax=s1.s0
997 # and %rcx=s3.s2, output is four 32-bit values in %eax=s0, %ebx=s1,
998 # %ecx=s2 and %edx=s3.
999 sub dectransform()
1000 { my ($tp10,$tp20,$tp40,$tp80,$acc0)=("%rax","%r8", "%r9", "%r10","%rbx");
1001   my ($tp18,$tp28,$tp48,$tp88,$acc8)=("%rcx","%r11","%r12","%r13","%rdx");
1002   my $prefetch = shift;
1003
1004 $code.=<<___;
1005         mov     $tp10,$acc0
1006         mov     $tp18,$acc8
1007         and     $mask80,$acc0
1008         and     $mask80,$acc8
1009         mov     $acc0,$tp40
1010         mov     $acc8,$tp48
1011         shr     \$7,$tp40
1012         lea     ($tp10,$tp10),$tp20
1013         shr     \$7,$tp48
1014         lea     ($tp18,$tp18),$tp28
1015         sub     $tp40,$acc0
1016         sub     $tp48,$acc8
1017         and     $maskfe,$tp20
1018         and     $maskfe,$tp28
1019         and     $mask1b,$acc0
1020         and     $mask1b,$acc8
1021         xor     $tp20,$acc0
1022         xor     $tp28,$acc8
1023         mov     $acc0,$tp20
1024         mov     $acc8,$tp28
1025
1026         and     $mask80,$acc0
1027         and     $mask80,$acc8
1028         mov     $acc0,$tp80
1029         mov     $acc8,$tp88
1030         shr     \$7,$tp80
1031         lea     ($tp20,$tp20),$tp40
1032         shr     \$7,$tp88
1033         lea     ($tp28,$tp28),$tp48
1034         sub     $tp80,$acc0
1035         sub     $tp88,$acc8
1036         and     $maskfe,$tp40
1037         and     $maskfe,$tp48
1038         and     $mask1b,$acc0
1039         and     $mask1b,$acc8
1040         xor     $tp40,$acc0
1041         xor     $tp48,$acc8
1042         mov     $acc0,$tp40
1043         mov     $acc8,$tp48
1044
1045         and     $mask80,$acc0
1046         and     $mask80,$acc8
1047         mov     $acc0,$tp80
1048         mov     $acc8,$tp88
1049         shr     \$7,$tp80
1050          xor    $tp10,$tp20             # tp2^=tp1
1051         shr     \$7,$tp88
1052          xor    $tp18,$tp28             # tp2^=tp1
1053         sub     $tp80,$acc0
1054         sub     $tp88,$acc8
1055         lea     ($tp40,$tp40),$tp80
1056         lea     ($tp48,$tp48),$tp88
1057          xor    $tp10,$tp40             # tp4^=tp1
1058          xor    $tp18,$tp48             # tp4^=tp1
1059         and     $maskfe,$tp80
1060         and     $maskfe,$tp88
1061         and     $mask1b,$acc0
1062         and     $mask1b,$acc8
1063         xor     $acc0,$tp80
1064         xor     $acc8,$tp88
1065
1066         xor     $tp80,$tp10             # tp1^=tp8
1067         xor     $tp88,$tp18             # tp1^=tp8
1068         xor     $tp80,$tp20             # tp2^tp1^=tp8
1069         xor     $tp88,$tp28             # tp2^tp1^=tp8
1070         mov     $tp10,$acc0
1071         mov     $tp18,$acc8
1072         xor     $tp80,$tp40             # tp4^tp1^=tp8
1073         xor     $tp88,$tp48             # tp4^tp1^=tp8
1074         shr     \$32,$acc0
1075         shr     \$32,$acc8
1076         xor     $tp20,$tp80             # tp8^=tp8^tp2^tp1=tp2^tp1
1077         xor     $tp28,$tp88             # tp8^=tp8^tp2^tp1=tp2^tp1
1078         rol     \$8,`&LO("$tp10")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1079         rol     \$8,`&LO("$tp18")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1080         xor     $tp40,$tp80             # tp2^tp1^=tp8^tp4^tp1=tp8^tp4^tp2
1081         xor     $tp48,$tp88             # tp2^tp1^=tp8^tp4^tp1=tp8^tp4^tp2
1082
1083         rol     \$8,`&LO("$acc0")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1084         rol     \$8,`&LO("$acc8")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1085         xor     `&LO("$tp80")`,`&LO("$tp10")`
1086         xor     `&LO("$tp88")`,`&LO("$tp18")`
1087         shr     \$32,$tp80
1088         shr     \$32,$tp88
1089         xor     `&LO("$tp80")`,`&LO("$acc0")`
1090         xor     `&LO("$tp88")`,`&LO("$acc8")`
1091
1092         mov     $tp20,$tp80
1093         mov     $tp28,$tp88
1094         shr     \$32,$tp80
1095         shr     \$32,$tp88
1096         rol     \$24,`&LO("$tp20")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1097         rol     \$24,`&LO("$tp28")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1098         rol     \$24,`&LO("$tp80")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1099         rol     \$24,`&LO("$tp88")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1100         xor     `&LO("$tp20")`,`&LO("$tp10")`
1101         xor     `&LO("$tp28")`,`&LO("$tp18")`
1102         mov     $tp40,$tp20
1103         mov     $tp48,$tp28
1104         xor     `&LO("$tp80")`,`&LO("$acc0")`
1105         xor     `&LO("$tp88")`,`&LO("$acc8")`
1106
1107         `"mov   0($sbox),$mask80"       if ($prefetch)`
1108         shr     \$32,$tp20
1109         shr     \$32,$tp28
1110         `"mov   64($sbox),$maskfe"      if ($prefetch)`
1111         rol     \$16,`&LO("$tp40")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1112         rol     \$16,`&LO("$tp48")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1113         `"mov   128($sbox),$mask1b"     if ($prefetch)`
1114         rol     \$16,`&LO("$tp20")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1115         rol     \$16,`&LO("$tp28")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1116         `"mov   192($sbox),$tp80"       if ($prefetch)`
1117         xor     `&LO("$tp40")`,`&LO("$tp10")`
1118         xor     `&LO("$tp48")`,`&LO("$tp18")`
1119         `"mov   256($sbox),$tp88"       if ($prefetch)`
1120         xor     `&LO("$tp20")`,`&LO("$acc0")`
1121         xor     `&LO("$tp28")`,`&LO("$acc8")`
1122 ___
1123 }
1124
1125 $code.=<<___;
1126 .type   _x86_64_AES_decrypt_compact,\@abi-omnipotent
1127 .align  16
1128 _x86_64_AES_decrypt_compact:
1129         lea     128($sbox),$inp                 # size optimization
1130         mov     0-128($inp),$acc1               # prefetch Td4
1131         mov     32-128($inp),$acc2
1132         mov     64-128($inp),$t0
1133         mov     96-128($inp),$t1
1134         mov     128-128($inp),$acc1
1135         mov     160-128($inp),$acc2
1136         mov     192-128($inp),$t0
1137         mov     224-128($inp),$t1
1138         jmp     .Ldec_loop_compact
1139
1140 .align  16
1141 .Ldec_loop_compact:
1142                 xor     0($key),$s0             # xor with key
1143                 xor     4($key),$s1
1144                 xor     8($key),$s2
1145                 xor     12($key),$s3
1146                 lea     16($key),$key
1147 ___
1148                 &deccompactvert();
1149 $code.=<<___;
1150                 cmp     16(%rsp),$key
1151                 je      .Ldec_compact_done
1152
1153                 mov     256+0($sbox),$mask80
1154                 shl     \$32,%rbx
1155                 shl     \$32,%rdx
1156                 mov     256+8($sbox),$maskfe
1157                 or      %rbx,%rax
1158                 or      %rdx,%rcx
1159                 mov     256+16($sbox),$mask1b
1160 ___
1161                 &dectransform(1);
1162 $code.=<<___;
1163         jmp     .Ldec_loop_compact
1164 .align  16
1165 .Ldec_compact_done:
1166         xor     0($key),$s0
1167         xor     4($key),$s1
1168         xor     8($key),$s2
1169         xor     12($key),$s3
1170         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
1171 .size   _x86_64_AES_decrypt_compact,.-_x86_64_AES_decrypt_compact
1172 ___
1173
1174 # void AES_decrypt (const void *inp,void *out,const AES_KEY *key);
1175 $code.=<<___;
1176 .globl  AES_decrypt
1177 .type   AES_decrypt,\@function,3
1178 .align  16
1179 AES_decrypt:
1180         push    %rbx
1181         push    %rbp
1182         push    %r12
1183         push    %r13
1184         push    %r14
1185         push    %r15
1186
1187         # allocate frame "above" key schedule
1188         mov     %rsp,%rax
1189         mov     %rdx,$key
1190         lea     -63(%rdx),%rcx
1191         and     \$-64,%rsp
1192         sub     %rsp,%rcx
1193         neg     %rcx
1194         and     \$0x3c0,%rcx
1195         sub     %rcx,%rsp
1196
1197         push    %rax            # save real stack pointer
1198         push    %rsi            # save out
1199
1200         mov     240($key),$rnds # load rounds
1201
1202         mov     0(%rdi),$s0     # load input vector
1203         mov     4(%rdi),$s1
1204         mov     8(%rdi),$s2
1205         mov     12(%rdi),$s3
1206
1207         shl     \$4,$rnds
1208         lea     ($key,$rnds),%rbp
1209         push    %rbp
1210         push    $key
1211
1212         # pick Td4 copy which can't "overlap" with stack frame or key schedule
1213         .picmeup        $sbox
1214         lea     AES_Td+2048-.($sbox),$sbox
1215         lea     768(%rsp),%rbp
1216         sub     $sbox,%rbp
1217         and     \$0x300,%rbp
1218         lea     ($sbox,%rbp),$sbox
1219         shr     \$3,%rbp        # recall "magic" constants!
1220         add     %rbp,$sbox
1221
1222         call    _x86_64_AES_decrypt_compact
1223
1224         mov     16(%rsp),$out   # restore out
1225         mov     24(%rsp),%rsp
1226         mov     $s0,0($out)     # write output vector
1227         mov     $s1,4($out)
1228         mov     $s2,8($out)
1229         mov     $s3,12($out)
1230
1231         pop     %r15
1232         pop     %r14
1233         pop     %r13
1234         pop     %r12
1235         pop     %rbp
1236         pop     %rbx
1237         ret
1238 .size   AES_decrypt,.-AES_decrypt
1239 ___
1240 #------------------------------------------------------------------#
1241
1242 sub enckey()
1243 {
1244 $code.=<<___;
1245         movz    %dl,%esi                # rk[i]>>0
1246         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1247         movz    %dh,%esi                # rk[i]>>8
1248         shl     \$24,%ebx
1249         xor     %ebx,%eax
1250
1251         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1252         shr     \$16,%edx
1253         movz    %dl,%esi                # rk[i]>>16
1254         xor     %ebx,%eax
1255
1256         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1257         movz    %dh,%esi                # rk[i]>>24
1258         shl     \$8,%ebx
1259         xor     %ebx,%eax
1260
1261         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1262         shl     \$16,%ebx
1263         xor     %ebx,%eax
1264
1265         xor     1024-128(%rbp,%rcx,4),%eax              # rcon
1266 ___
1267 }
1268
1269 # int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
1270 #                        AES_KEY *key)
1271 $code.=<<___;
1272 .globl  AES_set_encrypt_key
1273 .type   AES_set_encrypt_key,\@function,3
1274 .align  16
1275 AES_set_encrypt_key:
1276         call    _x86_64_AES_set_encrypt_key
1277         ret
1278 .size   AES_set_encrypt_key,.-AES_set_encrypt_key
1279
1280 .type   _x86_64_AES_set_encrypt_key,\@abi-omnipotent
1281 .align  16
1282 _x86_64_AES_set_encrypt_key:
1283         push    %rbx
1284         push    %rbp
1285
1286         mov     %esi,%ecx                       # %ecx=bits
1287         mov     %rdi,%rsi                       # %rsi=userKey
1288         mov     %rdx,%rdi                       # %rdi=key
1289
1290         test    \$-1,%rsi
1291         jz      .Lbadpointer
1292         test    \$-1,%rdi
1293         jz      .Lbadpointer
1294
1295         .picmeup %rbp
1296         lea     AES_Te-.(%rbp),%rbp
1297         lea     2048+128(%rbp),%rbp
1298
1299         # prefetch Te4
1300         mov     0-128(%rbp),%eax
1301         mov     32-128(%rbp),%ebx
1302         mov     64-128(%rbp),%r8d
1303         mov     96-128(%rbp),%edx
1304         mov     128-128(%rbp),%eax
1305         mov     160-128(%rbp),%ebx
1306         mov     192-128(%rbp),%r8d
1307         mov     224-128(%rbp),%edx
1308
1309         cmp     \$128,%ecx
1310         je      .L10rounds
1311         cmp     \$192,%ecx
1312         je      .L12rounds
1313         cmp     \$256,%ecx
1314         je      .L14rounds
1315         mov     \$-2,%rax                       # invalid number of bits
1316         jmp     .Lexit
1317
1318 .L10rounds:
1319         mov     0(%rsi),%rax                    # copy first 4 dwords
1320         mov     8(%rsi),%rdx
1321         mov     %rax,0(%rdi)
1322         mov     %rdx,8(%rdi)
1323
1324         shr     \$32,%rdx
1325         xor     %ecx,%ecx
1326         jmp     .L10shortcut
1327 .align  4
1328 .L10loop:
1329                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1330                 mov     12(%rdi),%edx                   # rk[3]
1331 .L10shortcut:
1332 ___
1333                 &enckey ();
1334 $code.=<<___;
1335                 mov     %eax,16(%rdi)                   # rk[4]
1336                 xor     4(%rdi),%eax
1337                 mov     %eax,20(%rdi)                   # rk[5]
1338                 xor     8(%rdi),%eax
1339                 mov     %eax,24(%rdi)                   # rk[6]
1340                 xor     12(%rdi),%eax
1341                 mov     %eax,28(%rdi)                   # rk[7]
1342                 add     \$1,%ecx
1343                 lea     16(%rdi),%rdi
1344                 cmp     \$10,%ecx
1345         jl      .L10loop
1346
1347         movl    \$10,80(%rdi)                   # setup number of rounds
1348         xor     %rax,%rax
1349         jmp     .Lexit
1350
1351 .L12rounds:
1352         mov     0(%rsi),%rax                    # copy first 6 dwords
1353         mov     8(%rsi),%rbx
1354         mov     16(%rsi),%rdx
1355         mov     %rax,0(%rdi)
1356         mov     %rbx,8(%rdi)
1357         mov     %rdx,16(%rdi)
1358
1359         shr     \$32,%rdx
1360         xor     %ecx,%ecx
1361         jmp     .L12shortcut
1362 .align  4
1363 .L12loop:
1364                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1365                 mov     20(%rdi),%edx                   # rk[5]
1366 .L12shortcut:
1367 ___
1368                 &enckey ();
1369 $code.=<<___;
1370                 mov     %eax,24(%rdi)                   # rk[6]
1371                 xor     4(%rdi),%eax
1372                 mov     %eax,28(%rdi)                   # rk[7]
1373                 xor     8(%rdi),%eax
1374                 mov     %eax,32(%rdi)                   # rk[8]
1375                 xor     12(%rdi),%eax
1376                 mov     %eax,36(%rdi)                   # rk[9]
1377
1378                 cmp     \$7,%ecx
1379                 je      .L12break
1380                 add     \$1,%ecx
1381
1382                 xor     16(%rdi),%eax
1383                 mov     %eax,40(%rdi)                   # rk[10]
1384                 xor     20(%rdi),%eax
1385                 mov     %eax,44(%rdi)                   # rk[11]
1386
1387                 lea     24(%rdi),%rdi
1388         jmp     .L12loop
1389 .L12break:
1390         movl    \$12,72(%rdi)           # setup number of rounds
1391         xor     %rax,%rax
1392         jmp     .Lexit
1393
1394 .L14rounds:             
1395         mov     0(%rsi),%rax                    # copy first 8 dwords
1396         mov     8(%rsi),%rbx
1397         mov     16(%rsi),%rcx
1398         mov     24(%rsi),%rdx
1399         mov     %rax,0(%rdi)
1400         mov     %rbx,8(%rdi)
1401         mov     %rcx,16(%rdi)
1402         mov     %rdx,24(%rdi)
1403
1404         shr     \$32,%rdx
1405         xor     %ecx,%ecx
1406         jmp     .L14shortcut
1407 .align  4
1408 .L14loop:
1409                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1410                 mov     28(%rdi),%edx                   # rk[4]
1411 .L14shortcut:
1412 ___
1413                 &enckey ();
1414 $code.=<<___;
1415                 mov     %eax,32(%rdi)                   # rk[8]
1416                 xor     4(%rdi),%eax
1417                 mov     %eax,36(%rdi)                   # rk[9]
1418                 xor     8(%rdi),%eax
1419                 mov     %eax,40(%rdi)                   # rk[10]
1420                 xor     12(%rdi),%eax
1421                 mov     %eax,44(%rdi)                   # rk[11]
1422
1423                 cmp     \$6,%ecx
1424                 je      .L14break
1425                 add     \$1,%ecx
1426
1427                 mov     %eax,%edx
1428                 mov     16(%rdi),%eax                   # rk[4]
1429                 movz    %dl,%esi                        # rk[11]>>0
1430                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1431                 movz    %dh,%esi                        # rk[11]>>8
1432                 xor     %ebx,%eax
1433
1434                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1435                 shr     \$16,%edx
1436                 shl     \$8,%ebx
1437                 movz    %dl,%esi                        # rk[11]>>16
1438                 xor     %ebx,%eax
1439
1440                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1441                 movz    %dh,%esi                        # rk[11]>>24
1442                 shl     \$16,%ebx
1443                 xor     %ebx,%eax
1444
1445                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1446                 shl     \$24,%ebx
1447                 xor     %ebx,%eax
1448
1449                 mov     %eax,48(%rdi)                   # rk[12]
1450                 xor     20(%rdi),%eax
1451                 mov     %eax,52(%rdi)                   # rk[13]
1452                 xor     24(%rdi),%eax
1453                 mov     %eax,56(%rdi)                   # rk[14]
1454                 xor     28(%rdi),%eax
1455                 mov     %eax,60(%rdi)                   # rk[15]
1456
1457                 lea     32(%rdi),%rdi
1458         jmp     .L14loop
1459 .L14break:
1460         movl    \$14,48(%rdi)           # setup number of rounds
1461         xor     %rax,%rax
1462         jmp     .Lexit
1463
1464 .Lbadpointer:
1465         mov     \$-1,%rax
1466 .Lexit:
1467         pop     %rbp
1468         pop     %rbx
1469         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
1470 .size   _x86_64_AES_set_encrypt_key,.-_x86_64_AES_set_encrypt_key
1471 ___
1472
1473 sub deckey_ref()
1474 { my ($i,$ptr,$te,$td) = @_;
1475   my ($tp1,$tp2,$tp4,$tp8,$acc)=("%eax","%ebx","%edi","%edx","%r8d");
1476 $code.=<<___;
1477         mov     $i($ptr),$tp1
1478         mov     $tp1,$acc
1479         and     \$0x80808080,$acc
1480         mov     $acc,$tp4
1481         shr     \$7,$tp4
1482         lea     0($tp1,$tp1),$tp2
1483         sub     $tp4,$acc
1484         and     \$0xfefefefe,$tp2
1485         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1486         xor     $tp2,$acc
1487         mov     $acc,$tp2
1488
1489         and     \$0x80808080,$acc
1490         mov     $acc,$tp8
1491         shr     \$7,$tp8
1492         lea     0($tp2,$tp2),$tp4
1493         sub     $tp8,$acc
1494         and     \$0xfefefefe,$tp4
1495         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1496          xor    $tp1,$tp2               # tp2^tp1
1497         xor     $tp4,$acc
1498         mov     $acc,$tp4
1499
1500         and     \$0x80808080,$acc
1501         mov     $acc,$tp8
1502         shr     \$7,$tp8
1503         sub     $tp8,$acc
1504         lea     0($tp4,$tp4),$tp8
1505          xor    $tp1,$tp4               # tp4^tp1
1506         and     \$0xfefefefe,$tp8
1507         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1508         xor     $acc,$tp8
1509
1510         xor     $tp8,$tp1               # tp1^tp8
1511         rol     \$8,$tp1                # ROTATE(tp1^tp8,8)
1512         xor     $tp8,$tp2               # tp2^tp1^tp8
1513         xor     $tp8,$tp4               # tp4^tp1^tp8
1514         xor     $tp2,$tp8
1515         xor     $tp4,$tp8               # tp8^(tp8^tp4^tp1)^(tp8^tp2^tp1)=tp8^tp4^tp2
1516
1517         xor     $tp8,$tp1
1518         rol     \$24,$tp2               # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1519         xor     $tp2,$tp1
1520         rol     \$16,$tp4               # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1521         xor     $tp4,$tp1
1522
1523         mov     $tp1,$i($ptr)
1524 ___
1525 }
1526
1527 # int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
1528 #                        AES_KEY *key)
1529 $code.=<<___;
1530 .globl  AES_set_decrypt_key
1531 .type   AES_set_decrypt_key,\@function,3
1532 .align  16
1533 AES_set_decrypt_key:
1534         push    %rdx                    # save key schedule
1535         call    _x86_64_AES_set_encrypt_key
1536         cmp     \$0,%eax
1537         pop     %r8                     # restore key schedule
1538         jne     .Labort
1539
1540         push    %rbx
1541         push    %rbp
1542         push    %r12
1543         push    %r13
1544         push    %r14
1545         push    %r15
1546
1547         mov     240(%r8),%r14d          # pull number of rounds
1548         xor     %rdi,%rdi
1549         lea     (%rdi,%r14d,4),%rcx
1550         mov     %r8,%rsi
1551         lea     (%r8,%rcx,4),%rdi       # pointer to last chunk
1552 .align  4
1553 .Linvert:
1554                 mov     0(%rsi),%rax
1555                 mov     8(%rsi),%rbx
1556                 mov     0(%rdi),%rcx
1557                 mov     8(%rdi),%rdx
1558                 mov     %rax,0(%rdi)
1559                 mov     %rbx,8(%rdi)
1560                 mov     %rcx,0(%rsi)
1561                 mov     %rdx,8(%rsi)
1562                 lea     16(%rsi),%rsi
1563                 lea     -16(%rdi),%rdi
1564                 cmp     %rsi,%rdi
1565         jne     .Linvert
1566
1567         .picmeup %rax
1568         lea     AES_Te+2048+1024-.(%rax),%rax   # rcon
1569
1570         mov     40(%rax),$mask80
1571         mov     48(%rax),$maskfe
1572         mov     56(%rax),$mask1b
1573
1574         mov     %r8,$key
1575         sub     \$1,%r14d
1576 .align  4
1577 .Lpermute:
1578                 lea     16($key),$key
1579                 mov     0($key),%rax
1580                 mov     8($key),%rcx
1581 ___
1582                 &dectransform ();
1583 $code.=<<___;
1584                 mov     %eax,0($key)
1585                 mov     %ebx,4($key)
1586                 mov     %ecx,8($key)
1587                 mov     %edx,12($key)
1588                 sub     \$1,%r14d
1589         jnz     .Lpermute
1590
1591         xor     %rax,%rax
1592         pop     %r15
1593         pop     %r14
1594         pop     %r13
1595         pop     %r12
1596         pop     %rbp
1597         pop     %rbx
1598 .Labort:
1599         ret
1600 .size   AES_set_decrypt_key,.-AES_set_decrypt_key
1601 ___
1602
1603 # void AES_cbc_encrypt (const void char *inp, unsigned char *out,
1604 #                       size_t length, const AES_KEY *key,
1605 #                       unsigned char *ivp,const int enc);
1606 {
1607 # stack frame layout
1608 # -8(%rsp)              return address
1609 my $keyp="0(%rsp)";             # one to pass as $key
1610 my $keyend="8(%rsp)";           # &(keyp->rd_key[4*keyp->rounds])
1611 my $_rsp="16(%rsp)";            # saved %rsp
1612 my $_inp="24(%rsp)";            # copy of 1st parameter, inp
1613 my $_out="32(%rsp)";            # copy of 2nd parameter, out
1614 my $_len="40(%rsp)";            # copy of 3rd parameter, length
1615 my $_key="48(%rsp)";            # copy of 4th parameter, key
1616 my $_ivp="56(%rsp)";            # copy of 5th parameter, ivp
1617 my $ivec="64(%rsp)";            # ivec[16]
1618 my $aes_key="80(%rsp)";         # copy of aes_key
1619 my $mark="80+240(%rsp)";        # copy of aes_key->rounds
1620
1621 $code.=<<___;
1622 .globl  AES_cbc_encrypt
1623 .type   AES_cbc_encrypt,\@function,6
1624 .align  16
1625 .extern OPENSSL_ia32cap_P
1626 AES_cbc_encrypt:
1627         cmp     \$0,%rdx        # check length
1628         je      .Lcbc_just_ret
1629         push    %rbx
1630         push    %rbp
1631         push    %r12
1632         push    %r13
1633         push    %r14
1634         push    %r15
1635         pushfq
1636         cld
1637         mov     %r9d,%r9d       # clear upper half of enc
1638
1639         .picmeup $sbox
1640         lea     AES_Te-.($sbox),$sbox
1641         cmp     \$0,%r9
1642         jne     .Lcbc_picked_te
1643         lea     AES_Td-AES_Te($sbox),$sbox
1644 .Lcbc_picked_te:
1645
1646         mov     OPENSSL_ia32cap_P(%rip),%eax
1647         cmp     \$$speed_limit,%rdx
1648         jb      .Lcbc_slow_way
1649         test    \$15,%rdx
1650         jnz     .Lcbc_slow_way
1651         bt      \$28,%eax
1652         jc      .Lcbc_slow_way
1653
1654         # allocate aligned stack frame...
1655         lea     -88-248(%rsp),$key
1656         and     \$-64,$key
1657
1658         # ... and make sure it doesn't alias with AES_T[ed] modulo 4096
1659         mov     $sbox,%r10
1660         lea     2304($sbox),%r11
1661         mov     $key,%r12
1662         and     \$0xFFF,%r10    # s = $sbox&0xfff
1663         and     \$0xFFF,%r11    # e = ($sbox+2048)&0xfff
1664         and     \$0xFFF,%r12    # p = %rsp&0xfff
1665
1666         cmp     %r11,%r12       # if (p=>e) %rsp =- (p-e);
1667         jb      .Lcbc_te_break_out
1668         sub     %r11,%r12
1669         sub     %r12,$key
1670         jmp     .Lcbc_te_ok
1671 .Lcbc_te_break_out:             # else %rsp -= (p-s)&0xfff + framesz
1672         sub     %r10,%r12
1673         and     \$0xFFF,%r12
1674         add     \$320,%r12
1675         sub     %r12,$key
1676 .align  4
1677 .Lcbc_te_ok:
1678
1679         xchg    %rsp,$key
1680         add     \$8,%rsp        # reserve for return address!
1681         mov     $key,$_rsp      # save %rsp
1682         mov     %rdi,$_inp      # save copy of inp
1683         mov     %rsi,$_out      # save copy of out
1684         mov     %rdx,$_len      # save copy of len
1685         mov     %rcx,$_key      # save copy of key
1686         mov     %r8,$_ivp       # save copy of ivp
1687         movl    \$0,$mark       # copy of aes_key->rounds = 0;
1688         mov     %r8,%rbp        # rearrange input arguments
1689         mov     %r9,%rbx
1690         mov     %rsi,$out
1691         mov     %rdi,$inp
1692         mov     %rcx,$key
1693
1694         mov     240($key),%eax          # key->rounds
1695         # do we copy key schedule to stack?
1696         mov     $key,%r10
1697         sub     $sbox,%r10
1698         and     \$0xfff,%r10
1699         cmp     \$2304,%r10
1700         jb      .Lcbc_do_ecopy
1701         cmp     \$4096-248,%r10
1702         jb      .Lcbc_skip_ecopy
1703 .align  4
1704 .Lcbc_do_ecopy:
1705                 mov     $key,%rsi
1706                 lea     $aes_key,%rdi
1707                 lea     $aes_key,$key
1708                 mov     \$240/8,%ecx
1709                 .long   0x90A548F3      # rep movsq
1710                 mov     %eax,(%rdi)     # copy aes_key->rounds
1711 .Lcbc_skip_ecopy:
1712         mov     $key,$keyp      # save key pointer
1713
1714         mov     \$18,%ecx
1715 .align  4
1716 .Lcbc_prefetch_te:
1717                 mov     0($sbox),%r10
1718                 mov     32($sbox),%r11
1719                 mov     64($sbox),%r12
1720                 mov     96($sbox),%r13
1721                 lea     128($sbox),$sbox
1722                 sub     \$1,%ecx
1723         jnz     .Lcbc_prefetch_te
1724         lea     -2304($sbox),$sbox
1725
1726         cmp     \$0,%rbx
1727         je      .LFAST_DECRYPT
1728
1729 #----------------------------- ENCRYPT -----------------------------#
1730         mov     0(%rbp),$s0             # load iv
1731         mov     4(%rbp),$s1
1732         mov     8(%rbp),$s2
1733         mov     12(%rbp),$s3
1734
1735 .align  4
1736 .Lcbc_fast_enc_loop:
1737                 xor     0($inp),$s0
1738                 xor     4($inp),$s1
1739                 xor     8($inp),$s2
1740                 xor     12($inp),$s3
1741                 mov     $keyp,$key      # restore key
1742                 mov     $inp,$_inp      # if ($verticalspin) save inp
1743
1744                 call    _x86_64_AES_encrypt
1745
1746                 mov     $_inp,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1747                 mov     $_len,%r10
1748                 mov     $s0,0($out)
1749                 mov     $s1,4($out)
1750                 mov     $s2,8($out)
1751                 mov     $s3,12($out)
1752
1753                 lea     16($inp),$inp
1754                 lea     16($out),$out
1755                 sub     \$16,%r10
1756                 test    \$-16,%r10
1757                 mov     %r10,$_len
1758         jnz     .Lcbc_fast_enc_loop
1759         mov     $_ivp,%rbp      # restore ivp
1760         mov     $s0,0(%rbp)     # save ivec
1761         mov     $s1,4(%rbp)
1762         mov     $s2,8(%rbp)
1763         mov     $s3,12(%rbp)
1764
1765 .align  4
1766 .Lcbc_cleanup:
1767         cmpl    \$0,$mark       # was the key schedule copied?
1768         lea     $aes_key,%rdi
1769         je      .Lcbc_exit
1770                 mov     \$240/8,%ecx
1771                 xor     %rax,%rax
1772                 .long   0x90AB48F3      # rep stosq
1773 .Lcbc_exit:
1774         mov     $_rsp,%rsp
1775         popfq
1776         pop     %r15
1777         pop     %r14
1778         pop     %r13
1779         pop     %r12
1780         pop     %rbp
1781         pop     %rbx
1782 .Lcbc_just_ret:
1783         ret
1784
1785 #----------------------------- DECRYPT -----------------------------#
1786 .align  16
1787 .LFAST_DECRYPT:
1788         cmp     $inp,$out
1789         je      .Lcbc_fast_dec_in_place
1790
1791         mov     %rbp,$ivec
1792 .align  4
1793 .Lcbc_fast_dec_loop:
1794                 mov     0($inp),$s0     # read input
1795                 mov     4($inp),$s1
1796                 mov     8($inp),$s2
1797                 mov     12($inp),$s3
1798                 mov     $keyp,$key      # restore key
1799                 mov     $inp,$_inp      # if ($verticalspin) save inp
1800
1801                 call    _x86_64_AES_decrypt
1802
1803                 mov     $ivec,%rbp      # load ivp
1804                 mov     $_inp,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1805                 mov     $_len,%r10      # load len
1806                 xor     0(%rbp),$s0     # xor iv
1807                 xor     4(%rbp),$s1
1808                 xor     8(%rbp),$s2
1809                 xor     12(%rbp),$s3
1810                 mov     $inp,%rbp       # current input, next iv
1811
1812                 sub     \$16,%r10
1813                 mov     %r10,$_len      # update len
1814                 mov     %rbp,$ivec      # update ivp
1815
1816                 mov     $s0,0($out)     # write output
1817                 mov     $s1,4($out)
1818                 mov     $s2,8($out)
1819                 mov     $s3,12($out)
1820
1821                 lea     16($inp),$inp
1822                 lea     16($out),$out
1823         jnz     .Lcbc_fast_dec_loop
1824         mov     $_ivp,%r12              # load user ivp
1825         mov     0(%rbp),%r10            # load iv
1826         mov     8(%rbp),%r11
1827         mov     %r10,0(%r12)            # copy back to user
1828         mov     %r11,8(%r12)
1829         jmp     .Lcbc_cleanup
1830
1831 .align  16
1832 .Lcbc_fast_dec_in_place:
1833         mov     0(%rbp),%r10            # copy iv to stack
1834         mov     8(%rbp),%r11
1835         mov     %r10,0+$ivec
1836         mov     %r11,8+$ivec
1837 .align  4
1838 .Lcbc_fast_dec_in_place_loop:
1839                 mov     0($inp),$s0     # load input
1840                 mov     4($inp),$s1
1841                 mov     8($inp),$s2
1842                 mov     12($inp),$s3
1843                 mov     $keyp,$key      # restore key
1844                 mov     $inp,$_inp      # if ($verticalspin) save inp
1845
1846                 call    _x86_64_AES_decrypt
1847
1848                 mov     $_inp,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1849                 mov     $_len,%r10
1850                 xor     0+$ivec,$s0
1851                 xor     4+$ivec,$s1
1852                 xor     8+$ivec,$s2
1853                 xor     12+$ivec,$s3
1854
1855                 mov     0($inp),%r11    # load input
1856                 mov     8($inp),%r12
1857                 sub     \$16,%r10
1858                 jz      .Lcbc_fast_dec_in_place_done
1859
1860                 mov     %r11,0+$ivec    # copy input to iv
1861                 mov     %r12,8+$ivec
1862
1863                 mov     $s0,0($out)     # save output [zaps input]
1864                 mov     $s1,4($out)
1865                 mov     $s2,8($out)
1866                 mov     $s3,12($out)
1867
1868                 lea     16($inp),$inp
1869                 lea     16($out),$out
1870                 mov     %r10,$_len
1871         jmp     .Lcbc_fast_dec_in_place_loop
1872 .Lcbc_fast_dec_in_place_done:
1873         mov     $_ivp,%rdi
1874         mov     %r11,0(%rdi)    # copy iv back to user
1875         mov     %r12,8(%rdi)
1876
1877         mov     $s0,0($out)     # save output [zaps input]
1878         mov     $s1,4($out)
1879         mov     $s2,8($out)
1880         mov     $s3,12($out)
1881
1882         jmp     .Lcbc_cleanup
1883
1884 #--------------------------- SLOW ROUTINE ---------------------------#
1885 .align  16
1886 .Lcbc_slow_way:
1887         # allocate aligned stack frame...
1888         lea     -88(%rsp),%rbp
1889         and     \$-64,%rbp
1890         # ... just "above" key schedule
1891         lea     -88-63(%rcx),%rax
1892         sub     %rbp,%rax
1893         neg     %rax
1894         and     \$0x3c0,%rax
1895         sub     %rax,%rbp
1896
1897         xchg    %rsp,%rbp
1898         add     \$8,%rsp        # reserve for return address!
1899         mov     %rbp,$_rsp      # save %rsp
1900         #mov    %rdi,$_inp      # save copy of inp
1901         #mov    %rsi,$_out      # save copy of out
1902         #mov    %rdx,$_len      # save copy of len
1903         #mov    %rcx,$_key      # save copy of key
1904         mov     %r8,$_ivp       # save copy of ivp
1905         mov     %r8,%rbp        # rearrange input arguments
1906         mov     %r9,%rbx
1907         mov     %rsi,$out
1908         mov     %rdi,$inp
1909         mov     %rcx,$key
1910         mov     %rdx,%r10
1911
1912         mov     240($key),%eax
1913         mov     $key,$keyp      # save key pointer
1914         shl     \$4,%eax
1915         lea     ($key,%rax),%rax
1916         mov     %rax,$keyend
1917
1918         # pick Te4 copy which can't "overlap" with stack frame or key scdedule
1919         lea     2048($sbox),$sbox
1920         lea     768-8(%rsp),%rax
1921         sub     $sbox,%rax
1922         and     \$0x300,%rax
1923         lea     ($sbox,%rax),$sbox
1924
1925         cmp     \$0,%rbx
1926         je      .LSLOW_DECRYPT
1927
1928 #--------------------------- SLOW ENCRYPT ---------------------------#
1929         test    \$-16,%r10              # check upon length
1930         mov     0(%rbp),$s0             # load iv
1931         mov     4(%rbp),$s1
1932         mov     8(%rbp),$s2
1933         mov     12(%rbp),$s3
1934         jz      .Lcbc_slow_enc_tail     # short input...
1935
1936 .align  4
1937 .Lcbc_slow_enc_loop:
1938                 xor     0($inp),$s0
1939                 xor     4($inp),$s1
1940                 xor     8($inp),$s2
1941                 xor     12($inp),$s3
1942                 mov     $keyp,$key      # restore key
1943                 mov     $inp,$_inp      # save inp
1944                 mov     $out,$_out      # save out
1945                 mov     %r10,$_len      # save len
1946
1947                 call    _x86_64_AES_encrypt_compact
1948
1949                 mov     $_inp,$inp      # restore inp
1950                 mov     $_out,$out      # restore out
1951                 mov     $_len,%r10      # restore len
1952                 mov     $s0,0($out)
1953                 mov     $s1,4($out)
1954                 mov     $s2,8($out)
1955                 mov     $s3,12($out)
1956
1957                 lea     16($inp),$inp
1958                 lea     16($out),$out
1959                 sub     \$16,%r10
1960                 test    \$-16,%r10
1961         jnz     .Lcbc_slow_enc_loop
1962         test    \$15,%r10
1963         jnz     .Lcbc_slow_enc_tail
1964         mov     $_ivp,%rbp      # restore ivp
1965         mov     $s0,0(%rbp)     # save ivec
1966         mov     $s1,4(%rbp)
1967         mov     $s2,8(%rbp)
1968         mov     $s3,12(%rbp)
1969
1970         jmp     .Lcbc_exit
1971 .align  4
1972 .Lcbc_slow_enc_tail:
1973         cmp     $inp,$out
1974         je      .Lcbc_slow_enc_in_place
1975         mov     %r10,%rcx
1976         mov     $inp,%rsi
1977         mov     $out,%rdi
1978         .long   0x9066A4F3              # rep movsb
1979 .Lcbc_slow_enc_in_place:
1980         mov     \$16,%rcx               # zero tail
1981         sub     %r10,%rcx
1982         xor     %rax,%rax
1983         .long   0x9066AAF3              # rep stosb
1984         mov     $out,$inp               # this is not a mistake!
1985         movq    \$16,$_len              # len=16
1986         jmp     .Lcbc_slow_enc_loop     # one more spin...
1987 #--------------------------- SLOW DECRYPT ---------------------------#
1988 .align  16
1989 .LSLOW_DECRYPT:
1990         shr     \$3,%rax
1991         add     %rax,$sbox              # recall "magic" constants!
1992
1993         mov     0(%rbp),%r11            # copy iv to stack
1994         mov     8(%rbp),%r12
1995         mov     %r11,0+$ivec
1996         mov     %r12,8+$ivec
1997
1998 .align  4
1999 .Lcbc_slow_dec_loop:
2000                 mov     0($inp),$s0     # load input
2001                 mov     4($inp),$s1
2002                 mov     8($inp),$s2
2003                 mov     12($inp),$s3
2004                 mov     $keyp,$key      # restore key
2005                 mov     $inp,$_inp      # save inp
2006                 mov     $out,$_out      # save out
2007                 mov     %r10,$_len      # save len
2008
2009                 call    _x86_64_AES_decrypt_compact
2010
2011                 mov     $_inp,$inp      # restore inp
2012                 mov     $_out,$out      # restore out
2013                 mov     $_len,%r10
2014                 xor     0+$ivec,$s0
2015                 xor     4+$ivec,$s1
2016                 xor     8+$ivec,$s2
2017                 xor     12+$ivec,$s3
2018
2019                 mov     0($inp),%r11    # load input
2020                 mov     8($inp),%r12
2021                 sub     \$16,%r10
2022                 jc      .Lcbc_slow_dec_partial
2023                 jz      .Lcbc_slow_dec_done
2024
2025                 mov     %r11,0+$ivec    # copy input to iv
2026                 mov     %r12,8+$ivec
2027
2028                 mov     $s0,0($out)     # save output [can zap input]
2029                 mov     $s1,4($out)
2030                 mov     $s2,8($out)
2031                 mov     $s3,12($out)
2032
2033                 lea     16($inp),$inp
2034                 lea     16($out),$out
2035         jmp     .Lcbc_slow_dec_loop
2036 .Lcbc_slow_dec_done:
2037         mov     $_ivp,%rdi
2038         mov     %r11,0(%rdi)            # copy iv back to user
2039         mov     %r12,8(%rdi)
2040
2041         mov     $s0,0($out)             # save output [can zap input]
2042         mov     $s1,4($out)
2043         mov     $s2,8($out)
2044         mov     $s3,12($out)
2045
2046         jmp     .Lcbc_exit
2047
2048 .align  4
2049 .Lcbc_slow_dec_partial:
2050         mov     $_ivp,%rdi
2051         mov     %r11,0(%rdi)            # copy iv back to user
2052         mov     %r12,8(%rdi)
2053
2054         mov     $s0,0+$ivec             # save output to stack
2055         mov     $s1,4+$ivec
2056         mov     $s2,8+$ivec
2057         mov     $s3,12+$ivec
2058
2059         mov     $out,%rdi
2060         lea     $ivec,%rsi
2061         lea     16(%r10),%rcx
2062         .long   0x9066A4F3      # rep movsb
2063         jmp     .Lcbc_exit
2064 .size   AES_cbc_encrypt,.-AES_cbc_encrypt
2065 ___
2066 }
2067
2068 $code.=<<___;
2069 .globl  AES_Te
2070 .align  64
2071 AES_Te:
2072 ___
2073         &_data_word(0xa56363c6, 0x847c7cf8, 0x997777ee, 0x8d7b7bf6);
2074         &_data_word(0x0df2f2ff, 0xbd6b6bd6, 0xb16f6fde, 0x54c5c591);
2075         &_data_word(0x50303060, 0x03010102, 0xa96767ce, 0x7d2b2b56);
2076         &_data_word(0x19fefee7, 0x62d7d7b5, 0xe6abab4d, 0x9a7676ec);
2077         &_data_word(0x45caca8f, 0x9d82821f, 0x40c9c989, 0x877d7dfa);
2078         &_data_word(0x15fafaef, 0xeb5959b2, 0xc947478e, 0x0bf0f0fb);
2079         &_data_word(0xecadad41, 0x67d4d4b3, 0xfda2a25f, 0xeaafaf45);
2080         &_data_word(0xbf9c9c23, 0xf7a4a453, 0x967272e4, 0x5bc0c09b);
2081         &_data_word(0xc2b7b775, 0x1cfdfde1, 0xae93933d, 0x6a26264c);
2082         &_data_word(0x5a36366c, 0x413f3f7e, 0x02f7f7f5, 0x4fcccc83);
2083         &_data_word(0x5c343468, 0xf4a5a551, 0x34e5e5d1, 0x08f1f1f9);
2084         &_data_word(0x937171e2, 0x73d8d8ab, 0x53313162, 0x3f15152a);
2085         &_data_word(0x0c040408, 0x52c7c795, 0x65232346, 0x5ec3c39d);
2086         &_data_word(0x28181830, 0xa1969637, 0x0f05050a, 0xb59a9a2f);
2087         &_data_word(0x0907070e, 0x36121224, 0x9b80801b, 0x3de2e2df);
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2090         &_data_word(0x2d1b1b36, 0xb26e6edc, 0xee5a5ab4, 0xfba0a05b);
2091         &_data_word(0xf65252a4, 0x4d3b3b76, 0x61d6d6b7, 0xceb3b37d);
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2127         &_data_word(0xa36161c2, 0x5f35356a, 0xf95757ae, 0xd0b9b969);
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2133         &_data_word(0x8f8c8c03, 0xf8a1a159, 0x80898909, 0x170d0d1a);
2134         &_data_word(0xdabfbf65, 0x31e6e6d7, 0xc6424284, 0xb86868d0);
2135         &_data_word(0xc3414182, 0xb0999929, 0x772d2d5a, 0x110f0f1e);
2136         &_data_word(0xcbb0b07b, 0xfc5454a8, 0xd6bbbb6d, 0x3a16162c);
2137
2138 #Te4    # four copies of Te4 to choose from to avoid L1 aliasing
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2141         &data_byte(0xca, 0x82, 0xc9, 0x7d, 0xfa, 0x59, 0x47, 0xf0);
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2143         &data_byte(0xb7, 0xfd, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3f, 0xf7, 0xcc);
2144         &data_byte(0x34, 0xa5, 0xe5, 0xf1, 0x71, 0xd8, 0x31, 0x15);
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2146         &data_byte(0x07, 0x12, 0x80, 0xe2, 0xeb, 0x27, 0xb2, 0x75);
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2346
2347 #Td4:   # four copies of Td4 to choose from to avoid L1 aliasing
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2383 ___
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2419 ___
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